■沃尔沃S60L插电式混合动力汽车是如何工作的?

沃尔沃S60L插电式混合动力汽车共有五个不同的驱动模式可供选择:三个主要模式和两个衍生模式。

变速杆前面的小键盘上有三个主要模式选项:纯电动PURE、混合动力HYBRID、动力模式POWER,如图2-58所示为其操作面板。

图2-58 三个主要驱动模式操作面板

从CCM(空调控制面板)上还可以选择另外两个衍生模式选项:四驱AWD、能量回收SAVE。

驾驶人在选择驱动模式时不会“犯错误”,因为当特定情况下的任一条件没有满足时,系统将会自动选择另一个更适合的驱动模式。

驱动模式的所有操作均由ECM(发动机控制模块)中一个称为CVC(整车控制)的单独硬件/软件部分进行处理。CVC通过ECM管理所有的混合动力决策,并与BCM(制动器控制模块)、TCM(变速器控制模块)、IGM(变频发电机模块)、IEM(逆变器ERAD模块)和BECM(蓄电池电子控制模块)通信。

无论随后选择哪种驱动模式,ECM都将检查驾驶性能、驾驶体验、环境影响和燃油经济性的组合,以确认当前的驱动模式始终是最佳的。如果驾驶人所选驱动模式无法激活,则将通过DIM(驾驶员信息模块)上的一条文本消息说明原因。

1)混合动力模式。

混合动力始终是车辆的预设驱动模式,参与模块如图2-59所示。混合动力模式单独或并联使用电机、ERAD(电动后桥驱动)和汽油发动机。ECM将优化驱动模式的燃油消耗。

图2-59 混合动力模式的参与模式

当沃尔沃S60L插电式混合动力汽车启动时,ECM起动并检查蓄电池状态。该模式首选使用电动驱动车辆。当蓄电池电量低时,汽油发动机起动,并作为主要的动力源。ERAD仍将保持机械接合(最高65km/h),但不会用于推进,不过,当出现急加速等情况时,ERAD将随时提供支持。

仅使用混合动力模式中的电动马达时,车辆运行的能力取决于混合动力蓄电池的能级(电池的剩余电量)。处于高能级时,仅采用电动方式驱动的能力与在纯电动模式中相同,即车辆像电动汽车一样易于驱动(可获得高电力输出)。处于低能级时(混合动力蓄电池电量几乎为零),必须要同时保持蓄电池能级,从而导致燃油发动机频繁起动。

通过下列方式可以恢复混合动力模式中仅采用电力驱动的功能:(1)通过220V AC插座使用充电电缆对蓄电池进行充电;(2)使用SAVE功能。需要注意的是,燃油发动机即使在混合动力蓄电池处于高能级条件下也可能起动,诸如升高/降低乘客室的温度。

2)纯电动模式。

只有当高压蓄电池的电量足够高时,才可以选择纯电动驱动模式,参与模块如图2-60所示。此选项着重于电力驱动和低能量消耗,并且有助于驾驶人尽可能地使用高压蓄电池行驶。由于主要使用电动机驱动车辆,这意味着在低于120km/h的大多数行驶情况下,将只会通过后轮驱动。ERAD用于纯电动模式和其他驱动模式,以便回收制动能量,在纯电动模式下还可以模拟发动机制动。

图2-60 纯电动模式的参与模块

纯电动模式的可用功率有限,踏板特性针对平稳的驾驶风格做了优化。如果需要更多功率,例如,用于执行超车动作,则驾驶人可以更加用力地踩下加速踏板,从而起动汽油发动机,以支持额外的功率输出要求。

此驱动模式只能在混合动力蓄电池有足够高的能级时选择。

燃油发动机可能在某些情况下自动起动,不受选定纯电动模式的影响,例如:(1)车速超过125km/h;(2)驾驶人请求的模式起动力大于电动方式所能提供的水平;(3)混合动力蓄电池能级过低,必须充电;(4)受到系统/部件限制,如车外温度过低。

3)动力模式。

如果需要最佳的响应和性能,则选择动力模式,参与模块如图2-61所示。在此驱动模式下,汽油发动机和ERAD并行启用。汽油发动机持续运转。驱动方式以单纯的前轮驱动为主。ERAD始终机械接合(最高150km/h),但不提供功率,除非情况需要,如高扭矩请求、前轮打滑。

图2-61 动力模式的参与模块

当车速高于150km/h时,ERAD机械分离,以避免电机过分加速运转的危险。

动力模式下的踏板响应经过编程设定,使驾驶感觉相比其他驱动模式更具运动性。这意味着通过填充和助力功能,以及采用更低挡位的换挡程序,和类似于运动模式的特定升挡延迟,加速踏板的响应变得更快。

4)AWD模式。

在AWD模式下,汽油发动机可同时驱动前轮和后轮,参与模块如图2-62所示。汽油发动机持续运转并驱动前轮,同时它还可通过ISG向ERAD提供动力。此时的蓄电池既不充电也不供电。与动力模式相比,AWD模式并不具有与其相同的运动型踏板特性和换挡点。除此以外,AWD模式与动力模式相同,例如,除非一个前轮打滑,车辆实际是通过前轮驱动的。当出现打滑时,ERAD将驱动后轮,车辆将变为全轮驱动。

图2-62 AWD驱动模式的参与模块

当需要牵引车辆、在冰上行驶或需要全轮驱动时,适合选择AWD模式。

5)能量回收模式。

在此驱动模式下,汽油发动机驱动前轮,并尽可能为高压蓄电池充电。ERAD不用于推进,而是在制动期间用于充电。此模式的参与模块如图2-63所示。

图2-63 能量回收模式的参与模块

如果按下SAVE按钮时混合动力蓄电池能级过低,燃油发动机会首先对其充电,使其行驶能力达到相应的约20km的电动行驶里程。其理念是为了能够将这部分能量节省下来用于更适合电动作业的情况,如市内驾驶。

在混合动力蓄电池的能级可支持相应约20km以上的电动行驶里程时按下SAVE按钮,可保持混合动力蓄电池的当前能级。

由于低速电机行驶比高速电机行驶更加省油,因此在高压蓄电池电量高时应首选能量回收驱动模式,并且计划中的行驶应始于高速远距路段(如高速公路行驶),终于低速路段(如城市行驶)。

请注意:

(1)此驱动模式会导致油耗增加。

(2)燃油发动机将混合动力蓄电池充电至SAVE能级后,控制系统将停止/起动燃油发动机,方式与在纯电动模式的低能级情况相同。